科學家稱,世界上第一個核動力電池使用嵌入鑽石的放射性同位素,可以為小型設備供電數千年。
英國布里斯託大學的科學家在 12 月 4 日的報告中解釋說,核電池利用靠近放射源的鑽石的反應來自發發電。陳述。不需要任何運動——無論是線性運動還是旋轉運動。這意味著不需要能量來移動磁鐵穿過線圈或在磁場內轉動電樞來產生電流,而傳統電源需要能量。
科學家表示,鑽石電池收集由輻射激發的快速移動電子,類似於太陽能利用光伏電池將光子轉化為電能的方式。
同一所大學的科學家於2017 年首次展示了一種原型鑽石電池,該電池使用鎳63 作為放射源。電池。
研究人員選擇碳14作為來源材料,因為它會發出短程輻射,這種輻射很快就會被任何固體材料吸收——這意味著無需擔心輻射造成的危害。儘管攝入或徒手接觸碳 14 會很危險,但容納碳 14 的鑽石可以防止任何短程輻射逸出。
“鑽石是人類已知的最堅硬的物質;實際上我們可以使用任何東西來提供更多的保護,”尼爾·福克斯布里斯託大學能源材料教授在聲明中表示。
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碳 14 自然存在,但在用於控制核電廠的石墨塊中大量產生。研究人員發現同種型集中在這些塊的表面。
含有 0.04 盎司(1 克)碳 14 的單一核鑽石電池每天可提供 15 焦耳的電力。相較之下,標準 AA 鹼性電池重約 0.7 盎司(20 克),其能量儲存額定值為每克 700 焦耳。它在短期內可以提供比核鑽石電池更多的電力,但它會在 24 小時內耗盡。
相較之下,碳 14 的半衰期為 5,730 年,這意味著電池需要這麼長時間才能耗盡 50% 的電量。這是。作為另一個比較點,由碳 14 鑽石電池供電的太空船將達到——我們最近的恆星鄰居,大約是 4.4來自地球-早在它的能量被嚴重耗盡之前。
科學家表示,這種電池可用於各種應用,包括電子、醫療設備和太空旅行。具體用途包括需要長時間運作但功耗較低的X光機和醫療設備,例如心臟起搏器,以及在困難和危險環境下運作的機器,例如海底石油和天然氣機械。電池還可以做得足夠小,為射頻標籤供電,以識別和追蹤地球或太空上的設備和有效載荷。
該電池由布里斯託大學和英國原子能管理局 (UKAEA) 的團隊在英國牛津郡阿賓登附近的等離子沉積設備上製造,沒有移動部件,因此不需要維護,也不需要維護。